Урок обобщения, повторения и закрепления по теме: "Тепловые явления. Изменение агрегатных состояний вещества"

Цели урока:

• Образовательные:
  • проверить усвоение учащимися физических формул;
  • выявить уровень сформированности умений учащихся решать типовые задачи на тепловые процессы графически, находить табличные данные в справочной литературе, работать с записанными в стандартном виде числами, давать ответы на качественные вопросы по теме.
• Воспитательные: приучать учащихся к
  • аккуратности при оформлении решений задач, как в тетрадях, так и на доске;
  • точности оформления и чтения графиков;
  • доброжелательному общению, взаимопомощи, взаимопроверке и самооценке.
• Развивающие: продолжать развивать умение:
  • анализировать условия заданий,
  • обобщать изученный материал при решении задач на несколько тепловых процессов,
  • проводить анализ и оценку работы одноклассников
  • продолжать развивать монологическую речь с использованием физических терминов.

Оформление: На доске записан маршрут путешествия, вывешивается карта путешествия.

Ход урока

I . Вступительное слово учителя.

Добрый день, ребята! Сегодня прекрасная погода! Настроение ещё лучше! А у нас сегодня обобщающий урок по теме “Тепловые явления”, нужно подготовиться к контрольной работе. А так и хочется пофантазировать! И я приглашаю, вас отправится в кругосветную регату на двух яхтах. Но не в простую регату, а в физическую! Вот в этом путешествии мы и проверим все свои знания и умения. И ещё в очередной раз убедимся в том, что физика тесно связана не только с математикой, географией, химией и другими науками, но и с повседневной жизнью.

Итак: Начало маршрута – причал “Теоретиков”. Пункт назначения – остров “Эврика”. Схему кругосветной регаты вы видите на карте. Для любого путешествия необходим маршрут, у нас он тоже есть!

У каждой яхты будет вымпел своего цвета. Передвижение яхт по карте я буду фиксировать. За каждый правильный ответ 1 балл. Если яхта “терпит бедствие”, на помощь приходит “спасательный круг”, но только один раз. Первым достигнет острова Эврика тот экипаж, члены которого дружны, сплочены и хорошо знают физику, - они то и наберут наибольшее количество баллов! Все готовы к путешествию? Молодцы!!! Я предлагаю проверить вашу готовность. Это будет своего рода техническим осмотром яхт.

 1. Причал “теоретиков”

Учащимся раздаются карточки с заданием, которые они выполняют самостоятельно в тетрадях.

1. Напишите процессы, обратные данным:
   Нагревание – (охлаждение)
   Кристаллизация – (плавление)
   Конденсация – (парообразование)
   Десублимация - (сублимация или возгонка)
   
2. Определите вид теплопередачи:
   Вид теплообмена, при котором происходит передача энергии, от частиц более нагретой части тела к частицам его менее нагретой части: (теплопроводность)
   Теплообмен, при котором энергия переносится различными лучами: (излучение)
   Теплообмен в жидких и газообразных средах, осуществляемый потоками (или струями) вещества: (конвекция)
3.  Укажите название физической величины.

Положите ручки, поменяйтесь тетрадями с соседом по парте, возьмите ручки другого цвета и проверим работу (Желающие по очереди проговаривают ответы вслух. Остальные помечают на полях в тетрадях “+” или “-” )

Молодцы! Яхты готовы к регате. В добрый путь! Посмотрите на нашем пути остров “Формул”. Местные жители, решили испытать вас и приготовили конкурс “Знаешь ли ты формулы”. Обратите внимание, в формулах есть пробелы – кружочки нужно правильно их заполнить и прочитать полученную формулу (конкурс проводится в виде эстафеты, учащиеся по очереди выходят к доске и выполняют задание под своим номером, в качестве исходных данных используется ответ предыдущего участника)

Молодцы! Отмечаем передвижение яхт по карте и отправляемся дальше. Видите, на горизонте, показалась бухта? Здесь мы причалим, чтобы ответить на качественные вопросы. Ведь это бухта Почемучек. Правило – кто быстрее ответит!

1. Ребята, мы сейчас были на острове, а вы знаете, что климат островов гораздо умереннее и ровнее, чем климат больших материков? Как вы думаете почему? (вследствие большой теплоёмкости окружающих острова водных масс)
2. Какие вы знаете физические явления, которые наблюдаются в процессе малого круговорота воды в природе? (Испарение с поверхности жидкости, подъем теплых слоев под действием архимедовой силы, конденсация паров при охлаждении, падение под действием земного притяжения)
3. Почему дневной бриз дует с моря на сушу, а ночной, наоборот, с суши на море? (Теплоемкость твердых пород, образующих берег, значительно меньше теплоемкости воды, поэтому днем берег нагревается быстрее до более высокой температуры, чем вода в море. Конвекционные потоки теплового воздуха поднимаются над сушей вверх, а на их место поступает более холодный воздух с моря, образуя дневной бриз. Ночью наблюдается обратный процесс)
4. Почему в болотистых местах сильная жара переносится труднее? (в болотистых местах воздух в жаркое время года влажный, испарения почти не происходит, тело человека плохо охлаждается за счет испарения, поэтому жара переносится труднее).
5. На чем основано действие термометров? Когда и кем был изобретен первый жидкостный термометр? Влияет ли ветер на показания термометра в морозный день? (Действие основано на тепловом расширении вещества. При нагревании столбик используемого в термометре вещества (ртути или спирта) увеличивается, при охлаждении уменьшается. Термометр всегда показывает свою собственную температуру. Первый жидкостный термометр был изобретен в 1631 г. Французским физиком Ж. Реем; Нет, не влияет. Многие путают действие ветра на наш организм с действием его на прибор)

Физическая пауза - А вы знаете…: В Англии создан термометр на жидких кристаллах, с помощью которого можно измерять температуру от 30⁰ до 150⁰ с точностью до 0,1⁰. Термометр представляет собой набор полосок полистироловой ленты, в которую вделаны кристаллы и каждый из них реагирует на определённую температуру. Температуру тела можно измерить, приложив полоску, например, ко лбу. Соответствующий этой температуре кристалл мгновенно меняет цвет. Особенно удобны такие термометры при лечении детей.

• Некоторые птицы, например воробьи, в холодную погоду сидят, нахохлившись, т. е. распушив своё оперение. Почему при этом птица легче переносит холод? (между чрезвычайно тонкими волокнами перьев удерживается воздух являющийся плохим проводником тепла)

Да, ребята, так же, как голод, холод не тетка.

Ворона, сидящая на столбе, точно укажет, откуда дует ветер морозный. Она всегда обращена к нему клювом - так, чтобы ветер обтекал, а не ворошил перья. В погоду тихую, но морозную птицы “взбивают” свои перины, превращая в рыхлые шарики… У животных надежное тепло держит мех, он у многих обновляется… Холод стимулирует рост меха. Это проследили по ослику, привезённого в Подмосковье из Средней Азии. В первую зиму сшили ему из старой овчины что-то вроде жилетки. И к зиме заметили, что ослик становится похожим на пушистое чудище - родня из теплых стран его бы сейчас не сразу узнала.

Отметим на карте наше передвижение и продолжаем наше плавание. Прекрасная погода у всех отличное настроение, впереди показался архипелаг “Экспериментальный”. Наше плавание можно продолжить только после того, как справимся с заданием. Готовы?

Задание 1 команде: Как можно приморозить стакан к столу? Подумайте, что вам потребуется, выполните опыт и объясните результат.

Задание 2 команде: Как можно, вскипятить воду, не имея под рукой нужной посуды? Подумайте, что вам потребуется, выполните опыт и объясните результат.

Учитель, просит учащихся напомнить правила техники безопасности при проведении данных экспериментов

(Учащиеся выбирают необходимое оборудование, по очереди демонстрируют опыты, комментируют результаты, учитель контролирует работу каждой команды)

1-я команда:

Приборы и материалы: металлический внутренний сосуд от калориметра с плоским дном; снег; поваренная соль,(3 части снега и 1 часть соли), вода чистая; карандаш

Действие: металлический внутренний сосуд от калориметра с плоским дном наполняют смесью снега и поваренной соли. На стол наливают тонкий слой воды и на него ставят сосуд с охладительной смесью. Карандашом перемешивать смесь до плавления снега. Наблюдается очень сильное охлаждение – вода на столе быстро замерзает, и сосуд примораживается к столу.

Объяснение: на плавление снега необходимо затратить количество теплоты, которое отнимается от внутренней энергии тела; температура резко понижается ( до -18….-22⁰С)

2-я команда:

Приборы и материалы: Лист бумаги, спички, спиртовка, чистая вода

Действие: Из листа писчей бумаги (из тетради) изготовляют коробочку в форме прямоугольного параллелепипеда и подвешивают с помощью проволочки к лапке штатива. Коробочку до половины наполняют водой. Под нее ставят спиртовку. Пламя спиртовки доводит воду в коробке до кипения, а бумажная коробка не сгорает, пока в ней остается вода.

Объяснение: Бумага пористая и пропитывается водой; в тонком слое бумаги при нагревании сравнительно быстро тепло передаётся воде, поэтому коробка не воспламеняется: максимальная температура воды при кипении 100 С⁰ , а температура, при которой загорается бумага, значительно выше. После испарения всей воды бумажная коробка моментально воспламеняется

Наше путешествие продолжается. Что-то портится погода. Неужели будет шторм? Дождь! Становится прохладно. Необходимо сойти на берег. И, как по заявке, на нашем пути континент Поиск. Но и здесь вас ждут испытания!

- Ребята, а почему при дожде становится холоднее?

(Испарение происходит с поглощением энергии)

 Вы не подозреваете, сколько энергии затратили при выполнении всех испытаний! Не пора ли и нам что – нибудь перекусить? Может быть, мы что-нибудь найдем на континенте? Предлагается следующее меню: (Каждая команда получает карточки с задачами №1, №2, №3, №4, в команде распределяются задания между участниками по парам, каждый решает в своей тетради, затем идет взаимопроверка, у доски решаются сразу 4 задачи от каждой команды по 2 человека, доска закрыта, на решение и отводится 8 минут)

Итак, ребята! Начинаем проверять решение задач, поменяйтесь тетрадями на полях отметьте “+” или, если не правильное решение, “-”. Учащиеся у доски объясняют своё решение задачи по очереди, если при решении возникли затруднения, команда спасает)

Задача №1

Какое количество теплоты получит человек, выпив чашку кофе массой 200 грамм, нагретого до 46,5⁰. Температура тела человека 36,5⁰ ?

(Формула: Q =c·m·(t₂­t₁) Ответ: 8,4 кДж)

Хорошо, а теперь скажите:

1. Большую или меньшую энергию получит человек, если кофе имеет t=50⁰? (большую)
2. Что может произойти, если наливать горячий кофе в толстостенный стакан? (Стакан может лопнуть; внутренние стенки, соприкасающиеся с горячей жидкостью, сразу же расширяются, в то время как внешние ещё не успеют прогреться и сохраняют свои размеры; от этого стекло деформируется и происходит его разрушение)
3. Подскажите, как надо поступить, наливая кипяток, чтобы толстостенный стакан не лопнул? (опустить в стакан металлическую ложечку: она примет часть тепла, температура воды станет меньше, тепловое расширение внутренних стенок будет меньше; деформация не окажется столь сильной)
4. Как вы думаете, для чего у чашек сделаны ручки? (Ручка позволяет брать горячую чашку, не обжигая при этом пальцы. Она менее горяча, чем чашка, так как соприкасается с ней всего двумя точками, т.е. слабо связана с источником тепла)
5. Что может произойти, если жарким летним днем (или в бане) пить очень холодные напитки? (переохлаждение, можно заболеть)
6. Но для восстановления энергии чашечки кофе недостаточно. Кофе с бутербродом – лучше.

Задача №2

Удельная теплота сгорания пшеничного хлеба 9 260 000 Дж/кг, а сливочного масла – 32 690 000 Дж/кг. Какую энергию получит человек, съев бутерброд с маслом

(100 г хлеба и 20 г масла)?

(Ответ: Q= 1 579 800 Дж )

Задача №3

Посчитайте какую общую энергию получит человек, выпив кофе и съев бутерброд?

(Ответ: Q= 1 588 200Дж)

Задача №4

А теперь представьте, что для приготовления кофе в наших походных условиях, мы использовали воду, полученную из расплавленного льда массой 25 кг и начальной температурой льда -10 С⁰ . Рассчитайте какое количество теплоты нам потребовалось. Изобразите графически процессы нагревания и плавления льда.

Решение:

Участок графика АВ соответствует нагреванию льда от температуры t₁=-10 С⁰ :

Q₁ =с·m(t₂ ­t₁)

Q₁=1050000 Дж = 1,05 * 10⁶ Дж

Участок ВС соответствует процессу плавления льда:

Q₂ =·m

Q₂ =8500000 Дж = 8,5 * 10⁶ Дж

Участок СD соответствует нагреванию льда от температуры t₂ =0 С⁰ до температуры t₃ =100 С⁰

Q₃ = с·m(t₃ ­t₂)

Q₃ =10500000 Дж=10,5*10 ⁶ Дж

Общее количество затраченной энергии

Q=Q₁+Q₂+Q₃

Q 20*10⁶ Дж = 20 МДж

Ответ: потребуется Q 20 МДж

Подкрепившись, смело можем, продолжить свой путь и нам предстоит исследовать историческое озеро.

Как мы только, что с вами выяснили, чтобы получить энергию человек должен принимать пищу. А, чтобы работали промышленные предприятия, тоже требуется энергия, но в гораздо больших масштабах. Источником энергии часто является тепло – его вырабатывают на мощных тепловых и атомных электростанциях, на которых используют тепловые двигатели.

• А какие двигатели называют тепловыми?
• Какие виды тепловых двигателей вы знаете?
• Что называют коэффициентом полезного действия теплового двигателя?
• Кто изобрёл паровую машину. ( Джеймс Уатт, 1768 год)
• Кем был изобретен первый автомобиль? (1770 год французский инженер Ж. Кюньо)
• В каком году и кем был сконструирован первый паровоз? (1803 год английский изобретатель Ричард Тревитик, в России первый паровоз был построен в 1834 году крепостными самоучками отцом и сыном Е.А. и М.Е. Черепановыми)
• Кто сыграл решающую роль в развитии парового железнодорожного транспорта? (английский конструктор и изобретатель Джорж Стефенсон, 1814. В1823 году им был основан первый в мире паровозостроительный завод)
• Кто изобрел первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. (1886 год, Г. Даймлер)

Молодцы! Посмотрите, на берегу виднеется гора “Экологических проблем, пора её исследовать. Как, мы сейчас выяснили человек, изобрел множество машин и устройств для облегчения своего передвижения. Так что же принесли в мир тепловые машины – добро или зло? Машина из блага цивилизации может превратиться в её бич. Это, к сожалению, стали понимать совсем недавно. Вот данные экологических исследований: Один автомобиль выделяет 1000 вредных компонентов; ежегодно в атмосферу выбрасывается 60 млн.тыс. вредных веществ, из них 37 млн.т –от автотранспорта.

Свыше 100 лет назад английский химик Смит ввел понятие кислотные дожди. Сама по себе атмосфера с повышенным содержанием углекислого газа и паров воды вызывает ощущение духоты, быструю утомляемость. Парниковый эффект может привести к глобальным изменениям климата Земли. Какое решение данной проблемы вы предлагаете?

(учащиеся предлагают варианты решения проблемы, записи в тетрадях)

Совершенствование тепловых двигателей с целью охраны природы:

• Переход от твердого и жидкого топлива к газообразному.
• Замена тепловых двигателей – электрическими;
• Озеленение окружающей среды.

Теперь, мы проплываем страну Литературию. Есть предложение сойти на берег.

Задание:

… Светает. В поле тишина.
Пустой туман, как пелена
С посеребренной каймой,
Клубится над Днепром-рекой.

- Почему над рекой образуется туман?

(Ночью воздух над поверхностью воды охлаждается сильнее, чем сама вода, температура ниже пар конденсируется в капельки тумана. По краям плотность меньше, получается сильнее “просвечивается” лунными лучами.)

- Все молчит, - лучина с треском
Лишь горит багровым блеском,
Да по кровле ветер шумит…
- Почему лучина горит с треском?

(При горении из древесины интенсивно испаряется влага. Пар, увеличиваясь в объеме с треском разрывает древесные волокна)

Итак, нам осталось пройти последнее испытание “Понимаешь ли ты графики?”

Нужно, на о.Загадок, разгадать слово. Для этого рассмотрите график и выберите правильный ответ из предложенных вариантов и запишите выбранную букву:

Какую t имело тело в начале?

А) 50⁰

М) 110⁰

Р) 450⁰

Э) 500⁰

Какой процесс описывается отрезком АБ?

Ж) Охлаждение

К) нагревание

З) отвердевание

И) плавление

3. Какой процесс описывается процессом БВ?

4. При какой температуре начался процесс плавления?

5. Сколько времени длился процесс плавления?

В) 8 минут;

У)12 минут;

Ю) 16 минут;

Ы) 4 минуты;

Д) 7 минут

6. Какую температуру имело тело в конце наблюдений?

7. Изменялась ли температура тела во время плавления?

?! Да (увеличивалась);

? Да (уменьшалась);

! Нет (не изменялась)

А теперь прочтите слово наоборот: ЭВРИКА! Мы добрались до конечного пункта, цель урока достигнута, сегодня вы применили свои знания в необычном путешествии. Каждый из вас внес достойную лепту. Будет очень хорошо, если вы будете чаще задумываться над окружающими явлениями и постараетесь найти им объяснения применяя знания, которые вы получаете на уроках физики. (Учитель оценивает работу команд) Сегодня итоговую оценку мы ставим не выше (!) оценки за самостоятельное решение задачи и если у вас есть хотя бы один прочерк в вашей рабочей тетради, то итоговую оценку выше “3” ставить нельзя!

Скажите, у кого вышла оценка “5”?, “4”?, “3” ?

Домашнее задание задается индивидуально.

На следующем уроке будет проведена контрольная работа.

Рефлексия

Подумайте и ответьте: как каждый из вас усвоил материал по данной теме? Какие были трудности? Как вы их преодолели? Помогла ли вам ваша команда?